【高斯泼溅】如何将“歪头”的3DGS模型精准“钉”在地图上，杜绝后续误差？

“拍”一个GS模型只要几分钟，建一个GS模型可选的工具也很多，但是模型放进网页里难以旋转，永远卡不到你想看的那个角度，应该怎么办？

更进一步，如果我想把模型放到地图上的实际位置，对模型和周围地理环境有更深入的联动，这时候又该怎么办？

相信看完这篇文章，你不仅能轻松拿捏小模型的各个角度，大范围的高斯模型配准到地图也是能手到擒来。

为什么小熊的角度奇奇怪怪的？

了解两个坐标系，轻松旋转查看模型

想要能自如的旋转模型，只需要了解两个坐标系。

以后不管是高斯模型、点云或OBJ等各类数据，在各式查看器中的自如观看都不在话下。

现在解密一下这两个坐标系：

• 物体坐标系：即模型自身有个XYZ三轴
• 世界坐标系：即查看器预先定义好的XYZ三轴

是不是看懵了，说啥呢。别急，让我以下面的小熊模型来详细讲解一下。

首先我们一般可以看到，查看器右上角有个很明显的XYZ轴。我们刚进入查看器后什么都别动，XYZ这个初始的方向就是世界坐标系的指向，我们只需要关心指向上方的是哪根轴就行。这个场景中就是Y轴。

下面就是关键了，我们要将模型的Y轴对齐世界坐标系的Y轴。

有人可能要问了：小熊又没有这些红红绿绿的轴，我又不知道哪个是Y轴，还对齐呢？

我们可以想象一下，Y是向上的，那这个小熊模型是不是也应该向上，那什么应该是向上的呢？

很明显吧，我们只需要把小熊的红帽子旋转向上，那小熊肯定就自然和世界坐标系对齐了。

这样一通旋转完，小熊我们就可以方便的查看啦。

大模型叠加地图

这小熊模型我随便转转看看，没啥精度要求，难度太低。要是想把东方之门、阳澄湖那么大区域的高斯模型对齐到地图，融入到GIS的测量、分析、决策与运维流程该怎么办呢？

我们首先要做的工作是配准，将模型配准到地图上。

进行配准需要了解坐标系：

众所周知，地球是个三维椭球，而我们平时看的地图都是二维平面，这里涉及到两个坐标系了；再加上模型的坐标系，就是三个坐标系了。

平常无人机图像自带的经纬度就是三维椭球的坐标系，一般来说常用的为WGS84坐标系；平面地图的坐标系一般来说常用的是墨卡托投影坐标系。在国际标准下，这两者常用的代码是EPSG:4326和EPSG:3857。

而配准一般步骤如下：

01地图选点

从地图上选取一些特征点，地图上获取的点如果是经纬度，需要将其转换到EPSG:3857坐标系下的平面坐标。

平面地图选点

02模型选点

模型侧则首先要将colmap结果点云导入进CloudCompare之类的点云处理工具，然后选取与地图上选择的相同的点，记录其坐标，即模型坐标系下坐标。

CloudCompare工具选取模型点

03变换矩阵计算

之后我们可以使用最小二乘等算法，计算两组坐标间最佳的旋转变换矩阵(上一步选取的点越多，最终配准结果越准确)。

04变换模型

最终我们还要对高斯模型的位置、旋转等相关属性应用这个矩阵才能完成配准，将模型放上地图。

模型叠加地图

如何一步完成叠加

把模型“摆”到地图上，传统做法得先闯三关坐标系、再踩四步配准坑；来一个新模型就全套重来，人工量直接拉满。

Mapmost 高斯泼溅建模平台，让这套苦差事变成“无人区”：

照片带 GPS？

平台自动读取，建完模型一秒缩放＋旋转，稳稳落到真实地理位置；

照片没 GPS？

空三后的随机坐标系也能被扳正，再也不怕像“小熊”弯头转向的。

无人机拍完→上传→自动配准，整条链路零手工、零代码，真正的“一键到地”。

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Mapmost 高斯泼溅建模平台，坐标系烦恼到此为止，现在就把飞机升空，剩下的交给Mapmost！

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